運用數(shù)值方法研究了無任何擾動幾何不規(guī)則性細長體大攻角繞流背風面對稱流型結構,得出繞流截面流態(tài)拓撲結構的軸向演化規(guī)律。分析截面?zhèn)认蛄εc法向力分布背渦的對稱與非對稱性,通過壁面切向速度曲線確定壁面鞍點位置,通過與截面法向量夾角的零點確定空間鞍點的位置,驗證細長旋成體截面流態(tài)拓撲結構。此外,通過特殊鞍點的位置變化分析了臨界流動狀態(tài)的演變過程。結果表明,在無任何擾動與不規(guī)則性的前提下,得到非對稱的旋渦,并且證實給出拓撲結構正確以及存在的臨界狀態(tài),確定了臨界狀態(tài)中高階奇點的形成過程。 

【文章來源】：兵器裝備工程學報. 2020,41(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

截面選取以及計算域示意圖

圖1 截面選取以及計算域示意圖側向力和法向力系數(shù)(分別為Cy和Cz)相對于攻角的變化如圖4所示�？梢钥闯�，Cz隨著攻角的增加而增加，這是由于隨著攻角的增加，背風側的吸力會越來越大，因此Cz會有所增加。而且，隨著攻角的增加，Cz最大值的位置沿軸向向下游移動。在α=30°時，Cz最大值出現(xiàn)在OG(6)截面;在α=40°到50°時，Cz最大值的位置移到OG(7)截面;在α=60°時，Cz最大值出現(xiàn)在OG(8)截面，并且這也是所有計算攻角中的最大值。在所有計算攻角下，當達Cz到最大幅值后均沿軸向減小。另一方面，在30°≤α≤40°時，整個模型Cy值保持在較低水平，這表明尾流旋渦仍然是對稱的。但是，Cy在α=50°時沿軸向顯著增加，在OG(11)截面達到最大值，然后，側向力沿軸向在負向和正向之間波動。當攻角增加到α=60°時，Cy達到所有攻角下的最大幅值。與Cz相反，Cy最大值的位置隨著攻角增加沿軸向向前移動，在α=60°時Cy最大值與Cz最大值發(fā)生在相同位置，即OG(8)截面。α=55°和α=60°的曲線趨勢類似于α=50°，即Cy方向不斷在正向與負向之間改變，這表明尾流旋渦具有強烈的非對稱性，非對稱性隨著攻角的增加而增強，并沿軸向從圓柱段移動到尖拱段。

側向力和法向力系數(shù)(分別為Cy和Cz)相對于攻角的變化如圖4所示。可以看出，Cz隨著攻角的增加而增加，這是由于隨著攻角的增加，背風側的吸力會越來越大，因此Cz會有所增加。而且，隨著攻角的增加，Cz最大值的位置沿軸向向下游移動。在α=30°時，Cz最大值出現(xiàn)在OG(6)截面;在α=40°到50°時，Cz最大值的位置移到OG(7)截面;在α=60°時，Cz最大值出現(xiàn)在OG(8)截面，并且這也是所有計算攻角中的最大值。在所有計算攻角下，當達Cz到最大幅值后均沿軸向減小。另一方面，在30°≤α≤40°時，整個模型Cy值保持在較低水平，這表明尾流旋渦仍然是對稱的。但是，Cy在α=50°時沿軸向顯著增加，在OG(11)截面達到最大值，然后，側向力沿軸向在負向和正向之間波動。當攻角增加到α=60°時，Cy達到所有攻角下的最大幅值。與Cz相反，Cy最大值的位置隨著攻角增加沿軸向向前移動，在α=60°時Cy最大值與Cz最大值發(fā)生在相同位置，即OG(8)截面。α=55°和α=60°的曲線趨勢類似于α=50°，即Cy方向不斷在正向與負向之間改變，這表明尾流旋渦具有強烈的非對稱性，非對稱性隨著攻角的增加而增強，并沿軸向從圓柱段移動到尖拱段。圖4 側向力和法向力系數(shù)曲線

【參考文獻】：
期刊論文
[1]不同SST模式在細長體繞流模擬中的應用比較[J]. 劉躍,管小榮,徐誠.  工程力學. 2016(11)
[2]細長體截面繞流中的一種臨界狀態(tài)[J]. 李國輝,鄧學鎣.  應用數(shù)學和力學. 2005(01)
[3]Re數(shù)對細長旋成體非對稱渦及氣動力特性影響的實驗研究[J]. 劉沛清,王剛,鄧學鎣.  流體力學實驗與測量. 2003(04)



本文編號：3608648